路基不均匀沉降的原因与处治措施

路基不均匀沉降的原因与处治措施通过大量的调查，路面破坏病害很大程度上是由路基不匀沉降引起的。因此，弄清填方路基不均匀沉降模式及其成因尤为重要，文章从理论与经验上对不均匀沉降的机理及成因进行分析，从中得出一些有意义的结论。并在此基础上，从设计与施工两个方面总结出一些避免路基不均匀沉降所采取的相应措施。标签：路基；不均匀；沉降模式1、 引言公路是线型建筑物，路基是线型建筑物的主体。它贯穿公路全线，与桥梁、隧道相连。因此，路基是公路的重要组成都分。它的质量好坏，直接关系到整个公路的质量。路基又是路面的基础，它与路面共同承受行车荷载的作用。实践证明，没有坚固、稳定的路基，就没有稳定的路面。路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件。随着我国公路的高速发展，目前对于路基不均匀沉降带来的路面病害进行了不少研究，这些研究对于我们认识路基不均匀沉降的机理及如何防治提供了有益的探索。2、 路基不均匀沉降模式及成因影响路基沉降的因素很多，如荷载大小、土的性质、土层分布及土的应力历史等。大量的调查研究表明，路基不均匀沉降是多方面因素综合作用的结果。归纳起来，填方路基不均匀沉降模式有以下几种：2.1路基填土压实度不足由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝。路基土体压实度不足的主要原因有以下几点：（1） 施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足，致使路基压实度不均匀；暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。（2） 考虑到施工安全和进度，使得压实或压实作用时间不足。路基压实不充分，致使路基压实度达不到要求。（3） 由于填方土体的最佳含水量控制不力，压实效果达不到。（4） 在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题。对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。2.2地基中存在软弱土层或岩溶软弱土层本身力学性能差，在附加应力作用下，会发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出，导致明显的沉降变形。有些河谷、水塘地段虽作了清淤处理，但是处理不彻底或回填材料控制得不好，从而形成人为的相对软弱土层。在高填方填筑后，地基出现不均匀沉降，造成路基的不均匀沉降，甚至路面开裂。在一些地表水和地下水自然排泄困难的地方，地基土中软弱土层固结过程中的较大沉降变形是产生过大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所处地基不属于软土地基，但处于低洼、河谷处，长期受水冲蚀，天然含水量较高，在设计时未发现或未作特殊处理，在施工时也未作等载或超载预压，也会产生不均匀沉降。2.3路基刚度差异显著路基综合刚度是指沉降变形有效深度范围内综合的抗变形能力。由于路基表面并非总是水平，公路构筑物与路基土体刚度差异明显，在相同外力的反复作用下，变形量不同，一般会出现两种情况：（1） 出现明显的差异沉降，导致路基路面裂缝破损；（2） 虽然没有明显的差异沉降，但在每次外力作用时，路面结构和路基表层内由于差异变形而出现不利的附加拉力或剪力，路面结构和路基表层在这个力的多次循环作用下，必然产生疲劳破坏，导致路面或路基病害。2.4路堤填料不均匀在公路施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形。路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹或缝隙。另一方面，由于回填料的性质不一样，特别是有的回填料具有膨胀性，在路基排水系统局部失效后，水的渗入会使路面局部隆起，影响行车舒适度，严重的会使路面破坏。3、解决路面不均匀沉降的措施3.1设计方法方面处治路基不均匀沉降的方法较多，但各有利弊。总结国内外对路基沉降及不均匀沉降的处治措施有：（1）采用低等级路面过渡，采用低等级路面过渡处治不均匀沉降是目前用得较多的处治措施，先用低等级路面铺筑，待沉降稳定后，再用罩面处理。它是一种比较被动的手段。（2） 采用桥头搭板处治桥头沉降桥头搭板也是目前处理桥头跳车用得最普遍、最直观的手段。通过在过渡段设置一定长度的刚性搭板，一端放在桥台等人工构造物固定端处，并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔，使两个对接性质不同的路面体系在变形沉降上能平稳过渡。但是通过一些工地调查发现，根据目前桥头搭板设计方法进行处治的桥头均出现大量的搭板与路基分离，搭板在汽车荷载作用下出现后期的断裂，跳车等病害。（3） 应用土工合成材料（土工格栅、塑料网格等）进行加筋或制成柔性褥垫层，使之调节和控制不均匀沉降。土工合3.2施工要求方面总结以往的施工经验，主要从以下一些方面进行控制与预防：（1） 路基施工采用水平分层填筑施工。即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑。（2） 分层施工摊铺厚度按90%控制采用机械压实时、分层的最大松铺厚度.不应超过经试验确定各类土的松铺厚度的90%，从而有效控制压实度。（3） 严格控制填土含水量，施工时要高于最佳含水量1%-2%压实施工时，土方含水量能尽量接近最佳含水量。避免出现压实时含水量小于最佳含水量.土粒间的润滑作用不足，即压力不足以克服土粒间的摩擦力，土中的空气不能排除、土粒间无法靠扰。因而难以达到最大密实度；如果大于最佳含水量，又会产生由于水分过多，土粒被水膜包围而分散得过远，不能达到最大密实度。（4） 加强路基边缘压实在土方路堤的填筑过程中，往往由于路基边缘压实困难，而忽略了边缘压实工作。为保证边缘压实强度，需采用J型手扶式振动夯，从而保证路基的整体稳定性。（5） 提高小桥涵的施工进度，桥涵两侧填土要精心施工在各项工程实施时都要把小桥涵的施工安排提前，从而保证两侧填土能均匀进行，保证路基填土的整体稳定性。桥涵两侧填料必须采用透水性良好的砂性土，分层回填压实。填土的范围；台背填土顺路线方向l20m范围内，并且台背填土应与被坡同时填筑，在回填土时，应均匀分层回填夯实、对于路基边缘可用小型压实机械压实，分层松铺厚度应＜20cm，严格控制含水量，从而有效避免桥头跳车。（6） 避免不利季节施工填土的含水量过大，或冻块过多，都是造成路基不均匀沉降的直接原因。直接危害路面的使用寿命。注意不良地质段的施工对于不良地质地段一定要清理软弱层，设计给定不足部分也要清理。然后换填透水性材料，尤其是低填方路段要注意满足路基工作区的要求。有必要时要设置砂砾隔离层，路基深度、宽度长度都必须到位，不留丝毫隐患。注意挖方段、填挖交界处施工充分压实，在填挖交界处要逐步过渡、不要形成突变，使荷载应力分布均匀，并且两侧边沟排水要保证畅通，避免路堤的浸湿。另外就是通过刚性基础、半刚性基础、柔性基础的过渡来消除桥头不均匀沉降，但需